SDR硬件體系架構(gòu)

發(fā)布時(shí)間： 2022-11-10 09:17:36

SDR硬件體系架構(gòu)，軟件無(wú)線電采用面向?qū)ο蠓椒▌澐指鱾€(gè)功能組件，并規(guī)定與硬件設(shè)備相關(guān)聯(lián)的各種屬性。應(yīng)用功能組件由硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。在運(yùn)行時(shí)，依據(jù)關(guān)聯(lián)屬性把軟件資源分配給相應(yīng)的硬件設(shè)備，從而使軟件無(wú)線電通信架構(gòu)能夠支持系統(tǒng)的可重構(gòu)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)軟件波形的靈活動(dòng)態(tài)加載。因此，硬件平臺(tái)必須具備支撐軟件可重構(gòu)、波形可加載、系統(tǒng)可擴(kuò)展等功能的一系列重要能力。

通用硬件體系架構(gòu)定義物理模塊的組成，并給出各個(gè)物理模塊所擁有的物理屬性。如圖1所示，在最頂層，通用硬件體系架構(gòu)包括機(jī)箱類和硬件模塊類。頂層硬件平臺(tái)定義了與特定軟件無(wú)線電通信設(shè)備有關(guān)的整體屬性，包括設(shè)備名稱、設(shè)備類型、型號(hào)、外形尺寸、可維護(hù)性、可用性、出廠序列號(hào)和生成廠商等，用于向用戶提供設(shè)備信息并提供使用環(huán)境要求等。

機(jī)箱類明確背板類型、插槽數(shù)量、電源和散熱要求等。硬件模塊類是所有硬件模塊的頂層類結(jié)構(gòu)，定義了所有硬件模塊都需要具備的基本屬性，如可編程能力、性能等。硬件模塊類細(xì)化派生出多個(gè)硬件子類，每個(gè)硬件子類在繼承硬件模塊類的基本屬性的基礎(chǔ)上，又具有特定的屬性和物理實(shí)現(xiàn)，能夠被進(jìn)一步實(shí)例化為適用于不同應(yīng)用平臺(tái)和應(yīng)用領(lǐng)域的硬件模塊。

圖1 通用硬件體系架構(gòu)

軟件無(wú)線電硬件模塊子類包括：射頻模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、處理器模塊、安全保密模塊、輸入/輸出模塊、電源模塊、參考頻率模塊及定位模塊等。各模塊的主要功能和屬性分別如下。

（1）射頻模塊：在特定頻段上對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行接收和發(fā)送，完成包括A/D變換、D/A變換、接收器、激勵(lì)器、上/下變頻、頻率綜合、頻率調(diào)諧等功能。

（2）調(diào)制解調(diào)模塊：主要完成基帶、比特流和中頻等數(shù)字信號(hào)的處理，為無(wú)線通信的發(fā)送和接收完成信息與波形的數(shù)字變換。

（3）處理器模塊：完成物理層基帶信號(hào)的處理功能，包括編解碼、調(diào)制解調(diào)、擴(kuò)頻處理、信號(hào)交織、信道均衡、同步處理等，以及在操作系統(tǒng)的配合下完成物理層以上的高層協(xié)議處理，包括鏈路層協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、傳輸層協(xié)議、應(yīng)用層協(xié)議處理等。處理器模塊可進(jìn)一步劃分為通用處理器模塊、數(shù)字信號(hào)處理器模塊和可編程處理器模塊。

（4）輸入/輸出模塊：提供設(shè)備輸入/輸出接口的所有物理單元，主要對(duì)語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)及測(cè)試信號(hào)做相應(yīng)的處理，同時(shí)提供通用的人機(jī)接口、外部配套設(shè)備接口、測(cè)試接口等，具體包括人機(jī)接口、射頻接口、數(shù)據(jù)接口、電源接口、管理接口等。

（5）參考頻率模塊：用于產(chǎn)生系統(tǒng)基準(zhǔn)頻率，供各個(gè)設(shè)備組件進(jìn)行信號(hào)處理，支持實(shí)現(xiàn)跳頻等功能。

（6）定位模塊：提供基于GPS、北斗的定位和授時(shí)功能，并具備導(dǎo)航能力。

（7）電源模塊：電源模塊庫(kù)包含多個(gè)電源模塊，根據(jù)不同應(yīng)用進(jìn)行選擇，從而對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)硬件設(shè)備供電。

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